У побуті, на присадибних і садово-городніх ділянках, які розташовуються, як правило, у сільській місцевості, треба пам'ятати, що мережеве напруга змінюється в дуже широких межах, особливо у години пікових навантажень, іноді виходять за допустимі норми. Цю обставину необхідно враховувати в тих випадках, коли експлуатуються різні радіоелектронні вироби, телевізійна та вимірювальна апаратура, електротехнічні побутові пристрої, електродвигуни та електроінструмент. Як зазначалося раніше, кидки напруги в момент включення іноді перевищують 35 – 40% від номінального, а перевищення мережевого напруги може досягати в аварійних ситуаціях до 140%. Кидки напруги і його знижені значення негативно позначаються на роботі більшості радіоелектронних виробів і електротехнічних пристроїв. Одні вироби виходять з ладу при підвищених напругах, якщо не обладнані захисними пристроями, наприклад радіоприймачі, телевізори, IP, а інші псуються від зниженої напруги, наприклад термостати, холодильні установки.

Нижче розглядається один з можливих варіантів захисного пристрою широкого застосування. Його можна використовувати для електроживлення всіляких радіотехнічних виробів, сумарна потужність яких не перевищує 1 кВт, проте розроблено воно для м'якого включення освітлення житлового приміщення люстрою, у складі якої до п'яти ламп розжарювання.

На рис. 3.8 приведена принципова електрична схема захисного пристрою ламп розжарювання від перенапруження і напівавтоматичного поступового включення повного напруги. Розроблено пристрій для роботи від мережі змінного струму напругою 220 В частотою 50 Гц.

Воно включає до свого складу вхідні, вихідні та сигнальні ланцюги, випрямний пристрій, стабілізатор напруги і пристрій захисту.

Вхідні та сигнальні ланцюги забезпечують підключення автоматичного пристрою до мережі змінного струму за допомогою електричного з'єднувача А7, включення і виключення живлення за допомогою перемикача S1. На вході пристрою встановлений світлодіод VD3, спалахує при включенні пристрою в мережу і сигналізує про подачу напруги на елементи схеми. Гасить опір резистора R1 і випрямні діоди VD1 і VD2 забезпечують стабільну експлуатацію сигналізатора. Плавкий запобіжник F1 захищає вхідні ланцюги пристрою від перевантажень і коротких замикань, які можуть виникнути при помилках в монтажі. На вході пристрою встановлені як мережевого фільтра конденсатори С / і С2Увони захищають пристрій від високочастотних перешкод, що проникають в мережу електроживлення.

Випрямний пристрій, зібране на двох випрямних діодах VD4 і VD5, Працює на ємнісний фільтр, виконаний на електролітичному конденсаторі С4Уякий згладжує пульсації випрямленої напруги постійного струму.

Стабілізатор напруги параметричного типу зібраний на ППП. У схему стабілізатора введені два послідовно включених стабілітрон – VD6y VD7y один біполярний і один польовий транзистори – 1 / 77 і VT2yа також динистор VS1. Як виконавчий пристрій застосовано електромагнітне реле / ​​С /, що має один постійно замкнутий і один постійно розімкнутий контакти.

На виході автоматичного пристрою захисту як навантаження включена лампа розжарювання Я / потужністю 100 Вт, яка працює в схемі, зібраної на двох випрямних діодах VD11 і VDI2yа також двох перемикачах S2 і S3.

зі про

Рис. 3.8. Схема автоматичного захисного пристрою ламп розжарювання від перевантажень

і коротких замикань.

Розглянемо два варіанти включення та експлуатації пристрою захисту. Перший – при номінальній напрузі живильної мережі змінного струму, другий – при напрузі мережі, значно перевищує номінальне значення 220 В.

Перший варіант: при замиканні контактів перемикача S1 загоряється світлодіод VD3, Сигналізуючи про подачу змінної напруги на елементи схеми. У цьому випадку схема знаходиться в режимі очікування роботи. При номінальній напрузі 220 В динистор VS1 закритий, конденсатор С5 розряджений, електронний ключ не працює, транзистор VT2 відкритий, а транзистора 1 / 77 закритий, тому що напруга на стоці транзистора VT2 недостатньо, електромагнітне реле К1 знеструмлено і його контакти знаходяться в положенні, зазначеному у принциповій схемі. У цьому варіанті напруга мережі змінного струму подається на лампу розжарювання після замикання контактів перемикачів S1—S3. При замиканні контактів перемикача S2 напруга змінного струму через один випрямний діод, який є однополупері-одним випрямлячем, надходить на лампу розжарювання HI, а засвічуються вполнакала, так як вона харчується позитивним однополуперіодним струмом. При включенні другої вимикача – S3 номінальна напруга мережі змінного струму буде прямо подаватися на лампу розжарювання або будь-яку іншу навантаження.

Пристрій послідовного включення напруги, що подається в навантаження перемикачами S3 і S2, дозволяє продовжити термін служби лампи розжарювання в декілька разів, тому що нитка лампи розжарювання спочатку нагрівається зниженою напругою 110 В, а потім на неї подається повна напруга 220 В. Такий режим роботи лампи розжарювання HI дуже зручний в нічний час.

Другий варіант: коли мережеве напруга електроживлення підвищується до значення вище допустимого, відразу ж підвищується випрямлена напруга постійного струму, яким заряджається конденсатор С6, і цього напруги стає достатньо для пробою діністо-ра. У цей момент конденсатор С6 розряджається і доза-ряжа конденсатор С5 до напруги, яка виробляє стабілітрон VD9. В електронному ключі транзистор VT1 закривається, а транзистор VT2 відкривається, і слідом за цим відразу ж спрацьовує електромагнітне реле К1у яке своїми контактами Л7. / відключає навантаження від мережі змінного струму. Цей стан пристрою буде залишатися як завгодно довго, поки напруга мережі не знизиться до номінального значення.

В електронному пристрої захисту застосовуються такі комплектуючі ЕРЕ: транзистори VT1 типу КТ315Б, VT2 – КП303Б; динистор VS1 типу КН102Ж; випрямні діоди VD1 типу КД209А, VD2 – КД209A, VD4, VD5, VD10, VD11, VDI2 — КДЮ5Б; стабілітрони VD7 типу Д814Б, VD6 – Д814Б, VD9 — КС156А; світлодіод VD3 типу АЛ307Б; конденсатори С / типу МБМ-Н-400В-0, 1 мкФ, С2 – МБМ-І-400В-0, 1 мкФ, СЗ – МБГО-П-ЗООВ-1 мкФ, С4 – K50-24-25B-470 мкФ, С5 – K50-24-16B-15 мкФ, С6 – МБМ-П-160В-0, 5 мкФ; резистори R1 типу МЛТ-2-20 кОм, R2 — МЛТ-0 ,125-30 Ом, R3 – МЛТ-0,125-10 кОм, R4 – МЛТ-0 ,125-100 кОм, R5 — МЛТ-0 ,125-15 кОм, R6 — МЛТ-0 ,5-47 кОм, R7 — СП4-2мА-1 Вт-100 кОм; електромагнітне реле К1 типу РЕН19 зі струмом спрацьовування до 20 мА при напрузі живлення до 20 В; електричні з'єднувачі XI типу «вилка» з електричним кабелем довжиною 1,5 м, Х2Х5 типу КМЗ-1 (клеми малогабаритні затискні на одне з'єднання); перемикачі S / типу П2Т-1-1, S2, S3 – ПК-2 (перемикач побутової клавішний на два напрямки); запобіжник плавкий F1 типу ПМ-1-1А.

При монтажі, регулюванню і ремонту пристрої захисту ламп розжарювання можна застосувати інші комплектуючі ЕРЕ, не погіршують якість і надійність роботи. Наприклад, випрямні діоди типу КД209А можна замінити діодами типу Д226, Д237Б, КДЮ5В; діоди типу Д105Б – на Д226, Д226Б; стабілітрон типу Д814Б – на Д814В-Д814Д, стабілітрон типу КС156А – на КС168А; транзистор типу КТ315Б – на КТ315В-КТ315І; транзистор типу КПЗОЗБ – на КПЗОЗД, КПЗОЗГ, КПЗОЗ; динистор типу КН102Ж – на КН102І; резистори типу МЛТ – на ОМЛТ, Улі, ВСА, МТ, С1-4; конденсатори типу К50-24 – на К50-12, К50-27, К50 -29.

Регулювання пристрою полягає в підборі опору резистора R5, при якому відбувається спрацьовування електромагнітного реле. Підвищений максимальне значення напруги живлення подається на пристрій за допомогою автотрансформатора.

Технічна характеристика

пристрою послідовного включення ламп розжарювання з захистом від перенапруги в мережі

Номінальна напруга мережі живлення

змінного струму, В …………………………………….. 220

Номінальна частота живильної мережі

змінного струму, Гц …………………………………….. 50

Межі зміни напруги мережі живлення

змінного струму, %………………………………. zfclO

Межі зміни частоти живильної мережі змінного струму,% db 1

Межі регулювання напруги спрацьовування

захисного пристрою, В ………………………….. 200-250

Час спрацювання захисту з моменту появи максимально допустимого напруги, с,

не більше ………………………………………… …….. 0,1-0,2

Дозволений коефіцієнт нелінійних спотворень

живильної мережі,%, не більше ………………………. 12

Напруга спрацьовування реле / ​​С /, В ……………. 15-20

Струм спрацювання реле, мА …………………………. 15

Максимальна потужність навантаження, Вт ……………. 1000

Ймовірність безвідмовної роботи, не менше ……… 0,97

Термін служби, ч, не менш ……………………………. 10000

Перешкодозахищеність пристрою при напруженості

зовнішнього електромагнітного поля, дБ, не менш. . . 100 Кпд,%, не менше 96

Література:

Сидоров І. Н. С34 Саморобні електронні пристрої для будинку: Довідник домашнього майстра .- СПб.: Лениздат, 1996 .- 352 е.. мул.